复旦大学团队脑脊接口取得突破:预计第一次临床试验将于年底进行。
快科技 10 月 5 据媒体报道,复旦脑智能科技研究院加福民青年教师团队开发了新一代植入式脑脊接口设备,用于颈髓损伤患者,为颈髓损伤患者站立行走带来希望。
近日,关于“植入式脑脊接口核心技术与系统研发”的相关项目 1400 在所有参赛项目中脱颖而出,获胜。 2024 2008年,我国颠覆性技术创新大赛获奖,预计年底将举行首次临床试验。
作为连接大脑和周围神经系统的“信息高速通道”,如果脊髓受损,大脑发出的指令将无法传递给肌肉,患者将失去独立行动的能力。如何恢复颈髓损伤导致瘫痪的患者的运动能力,一直是医学界的一大难题。
由于神经损伤的不可逆性,目前对颈髓损伤病人的治疗效果有限。直到近几年,有研究证实,脊髓硬膜外电刺激可以重新激活神经肌肉活动,显著促进颈髓损伤后的运动恢复。—— 2023 2000年,瑞士洛桑联邦理工学院 Gr é goire Courtine 通过收集、解码大脑信号并对脊髓下肢相关区域进行电刺激,博士团队开展了脑脊接口研究,连接大脑和脊髓神经通道,使四肢瘫痪患者实现自主行走,甚至完成颈髓损伤位置神经突触重塑,使患者能够自主控制瘫痪肌肉,无需刺激。
虽然瑞士团队初步验证了颈髓损伤患者脑脊接口功能恢复的可能性,但在脑电解码、脊髓神经根个体化重建、系统集成和临床治疗等方面仍存在诸多不足。针对这些问题,加福民团队开发了新一代脑脊接口技术,具有“高精度、高通量、高集成、低延迟”的特点。
第一个核心挑战是如何准确刺激脊髓神经根,更换和激活下肢相应的肌肉群,然后重建行走姿势。对于这个问题,加福民团队使用了张江影像中心 3T 磁共振成像设备创造性地设计了包括各种扫描序列在内的显像方案,并基于人工标签构建了自动化重建算法模型,从而准确地捕捉腰骶段脊髓神经根结构类型。最近开源了相关数据和个体化脊髓神经根模型,为神经康复领域的专家提供了脊髓神经调节基础研究的支持。
该方案可以将解码过程从体外转移到体内,提高采集脑电信号的可靠性和效率,从而实现100毫秒的其他解码速率和刺激指令导出——正常人的反应时间在200ms左右,这意味着未来颈髓损伤患者的行走姿势会更加自然流畅。
下一阶段,加福民计划完成植入式脑脊接口核心技术的产品开发和临床转型。加福民表示,希望通过开发三种有源植入式创新医疗器械,建立智能脑脊接口自主产权体系,惠及全球更多颈髓损伤患者。
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